本發(fā)明涉及中子發(fā)射領域，尤其涉及一種智能化輻射防護系統(tǒng)。
背景技術：
自由中子和原子核的碰撞是彈性碰撞，其遵循宏觀下兩小球彈性碰撞時的動量法則。當被碰撞的原子核很重時，原子核只會有很小的速度；但是，若是碰撞的對象是和中子質量差不多質子，則質子和中子會以幾乎相同的速度飛出。這類的碰撞將會因為制造出的離子而被偵測到。
中子的電中性讓它不僅很難偵測，也很難被控制。電中性使得我們無法以電磁場來加速、減速或是束縛中子。自由中子僅對磁場有很微弱的作用(因為中子存在磁矩)。真正能有效控制中子的只有核作用力。我們唯一能控制自由中子運動的方式只是放置原子核堆在它們的運動路徑上，讓中子和原子核碰撞藉以吸收之。這種以中子撞擊原子核的反應在核反應中扮演重要角色，也是核子武器運作的原理。自由中子則可由核衰變、核反應或高能反應等中子源產生。
技術實現(xiàn)要素：
中子發(fā)射器在發(fā)射過程中逃逸的中子對附近工作人員能夠造成一定的身體危害。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)，搭建了中子隔離屏、中子發(fā)射器和中子濃度檢測器，所述中子隔離屏設置在所述中子發(fā)射器的周圍，用于對所述中子發(fā)射器逃逸的中子進行屏蔽，所述中子濃度檢測器用于檢測所述中子發(fā)射器逃逸的中子濃度，同時改善了中子發(fā)射器的內部結構，提高中子發(fā)射器的發(fā)射速度。
根據本發(fā)明的一方面，提供了一種智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括中子隔離屏、中子發(fā)射器和中子濃度檢測器，所述中子隔離屏設置在所述中子發(fā)射器的周圍，用于對所述中子發(fā)射器逃逸的中子進行屏蔽，所述中子濃度檢測器用于檢測所述中子發(fā)射器逃逸的中子濃度。
更具體地，在所述智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)中：所述中子濃度檢測器在檢測到的所述中子發(fā)射器逃逸的中子濃度超限時，發(fā)出中子濃度報警信號。
更具體地，在所述智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)中，還包括：液晶顯示設備，與所述中子濃度檢測器連接，用于實時顯示所述中子發(fā)射器逃逸的中子濃度；其中，所述液晶顯示設備還用于顯示所述中子濃度報警信號。
更具體地，在所述智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)中，還包括：
離子源設備，包括燈絲、等離子體室、中間電極、磁場線圈、陽極孔、擴張杯、陽極、冷卻管道和進氣管，所述燈絲插入所述等離子體室的左端并伸入到所述等離子體室中，以形成所述離子源設備的陰極，所述中間電極內嵌入在所述等離子體室的內壁上，所述磁場線圈設置在所述等離子體室的上下兩側，所述陽極孔、所述擴張杯和所述陽極都內嵌入在所述等離子體室的右端上，所述冷卻管道伸入到所述等離子體室的內壁中，所述進氣管插入所述等離子體室的左端；
離子源供電設備，與所述離子源設備連接，用于為所述離子源設備供電，所述離子源供電設備包括磁場電源、燈絲電源和弧壓電源，所述弧壓電源用于經過電阻分壓后在所述燈絲與所述中間電極之間提供電位差，還用于經過電阻分壓后在所述中間電極和所述陽極之間提供電位差，所述燈絲電源與所述燈絲連接，為所述燈絲供電，所述磁場電源與所述磁場線圈連接，為所述磁場線圈供電；
所述中子發(fā)射器，包括屏蔽罩、中子輸出口、冷卻管、高壓電纜、絕緣環(huán)、靶片、多級加速電極和真空泵，所述屏蔽罩用于實現(xiàn)對所述離子源設備、所述多級加速電極、所述靶片、所述絕緣環(huán)和所述高壓電纜的屏蔽，所述屏蔽罩包括前端屏蔽殼體和后端屏蔽殼體，所述前端屏蔽殼體用于容納所述離子源設備，所述后端屏蔽殼體耦合所述前端屏蔽殼體，用于容納所述多級加速電極、所述靶片、所述絕緣環(huán)和所述高壓電纜，所述中子輸出口設置在所述后端屏蔽殼體的上表面，所述真空泵與所述后端屏蔽殼體容納空間連通，用于將所述后端屏蔽殼體容納空間抽成真空以形成真空腔體，所述高壓電纜插入在所述真空腔體的右端，所述絕緣環(huán)設置在所述高壓電纜的外部，所述靶片設置在所述多級加速電極和所述高壓電纜之間；
導向設備，耦合所述中子發(fā)射器以向地層發(fā)射快中子脈沖，快中子脈沖被導向設備周圍的介質減速成為熱中子后被地層介質吸收，使得熱中子密度逐漸衰減；密度檢測設備，設置在導向設備的附近，用于檢測熱中子密度以作為實時熱中子密度輸出；
地層宏觀俘獲截面值測量設備，與所述密度檢測設備連接，接收所述實時熱中子密度，確定所述實時熱中子密度減少到1/e所需用的時間以作為衰減時間，并基于所述衰減時間確定地層宏觀俘獲截面值；流體類型確定設備，與所述地層宏觀俘獲截面值測量設備連接，用于基于所述地層宏觀俘獲截面值確定地層孔隙內填充的流體類型并作為目標流體類型輸出，所述目標流體類型為油層、氣層或者水層；
其中，所述離子源供電設備還包括分壓電阻，與所述弧壓電源連接，用于對所述弧壓電源提供的電壓進行分壓；所述中子隔離屏還與所述中子濃度檢測器連接，用于在接收到所述中子濃度報警信號時，自動打開，在未接收到所述中子濃度報警信號時，自動關閉。
更具體地，在所述智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)中：所述高壓電纜位于高壓接頭的中心柱上，所述絕緣環(huán)設置在所述高壓接頭的外表面上。
更具體地，在所述智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)中：所述高壓接頭內還包括冷卻管和變壓器油管。
更具體地，在所述智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)中：所述冷卻管和所述變壓器油管都設置在所述高壓電纜和所述絕緣環(huán)之間。
更具體地，在所述智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)中：所述分壓電阻的阻值為2兆歐，所述弧壓電源提供的電壓為500伏特。
附圖說明
以下將結合附圖對本發(fā)明的實施方案進行描述，其中：
圖1為根據本發(fā)明實施方案示出的智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)的結構方框圖。
附圖標記：1中子隔離屏；2中子發(fā)射器；3中子濃度檢測器
具體實施方式
下面將參照附圖對本發(fā)明的智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)的實施方案進行詳細說明。
中子(neutron)是組成原子核的核子之一。中子是組成原子核構成化學元素不可缺少的成分(注意：氕原子不含中子)，雖然原子的化學性質是由核內的質子數(shù)目確定的，但是如果沒有中子，由于帶正電荷質子間的排斥力(質子帶正電，中子不帶電)，就不可能構成除只有一個質子的氫之外的其他元素。中子是由兩個下夸克和一個上夸克組成。
中子發(fā)生器由中子管和靶端高壓電源組成，中子管和靶端高壓電源密封在不銹鋼筒內，并在鋼筒內沖入氣體。高壓電源由一系列的倍壓線路組成，他的作用是輸出高壓。中子管的結構較為復雜，通常由氣體存儲器、離子源、加速系統(tǒng)組成。
當前的中子發(fā)生器無法克服中子逃逸的技術問題，為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)，能夠有效屏蔽中子發(fā)生器的逃逸中子，提高中子發(fā)生器的工作效率。
圖1為根據本發(fā)明實施方案示出的智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)的結構方框圖，所述系統(tǒng)包括中子隔離屏、中子發(fā)射器和中子濃度檢測器。
其中，所述中子隔離屏設置在所述中子發(fā)射器的周圍，用于對所述中子發(fā)射器逃逸的中子進行屏蔽，所述中子濃度檢測器用于檢測所述中子發(fā)射器逃逸的中子濃度。
接著，繼續(xù)對本發(fā)明的智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)的具體結構進行進一步的說明。
在所述智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)中：
所述中子濃度檢測器在檢測到的所述中子發(fā)射器逃逸的中子濃度超限時，發(fā)出中子濃度報警信號。
所述智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)還可以包括：
液晶顯示設備，與所述中子濃度檢測器連接，用于實時顯示所述中子發(fā)射器逃逸的中子濃度；
其中，所述液晶顯示設備還用于顯示所述中子濃度報警信號。
所述智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)還可以包括：
離子源設備，包括燈絲、等離子體室、中間電極、磁場線圈、陽極孔、擴張杯、陽極、冷卻管道和進氣管，所述燈絲插入所述等離子體室的左端并伸入到所述等離子體室中，以形成所述離子源設備的陰極，所述中間電極內嵌入在所述等離子體室的內壁上，所述磁場線圈設置在所述等離子體室的上下兩側，所述陽極孔、所述擴張杯和所述陽極都內嵌入在所述等離子體室的右端上，所述冷卻管道伸入到所述等離子體室的內壁中，所述進氣管插入所述等離子體室的左端；
離子源供電設備，與所述離子源設備連接，用于為所述離子源設備供電，所述離子源供電設備包括磁場電源、燈絲電源和弧壓電源，所述弧壓電源用于經過電阻分壓后在所述燈絲與所述中間電極之間提供電位差，還用于經過電阻分壓后在所述中間電極和所述陽極之間提供電位差，所述燈絲電源與所述燈絲連接，為所述燈絲供電，所述磁場電源與所述磁場線圈連接，為所述磁場線圈供電；
所述中子發(fā)射器，包括屏蔽罩、中子輸出口、冷卻管、高壓電纜、絕緣環(huán)、靶片、多級加速電極和真空泵，所述屏蔽罩用于實現(xiàn)對所述離子源設備、所述多級加速電極、所述靶片、所述絕緣環(huán)和所述高壓電纜的屏蔽，所述屏蔽罩包括前端屏蔽殼體和后端屏蔽殼體，所述前端屏蔽殼體用于容納所述離子源設備，所述后端屏蔽殼體耦合所述前端屏蔽殼體，用于容納所述多級加速電極、所述靶片、所述絕緣環(huán)和所述高壓電纜，所述中子輸出口設置在所述后端屏蔽殼體的上表面，所述真空泵與所述后端屏蔽殼體容納空間連通，用于將所述后端屏蔽殼體容納空間抽成真空以形成真空腔體，所述高壓電纜插入在所述真空腔體的右端，所述絕緣環(huán)設置在所述高壓電纜的外部，所述靶片設置在所述多級加速電極和所述高壓電纜之間；
導向設備，耦合所述中子發(fā)射器以向地層發(fā)射快中子脈沖，快中子脈沖被導向設備周圍的介質減速成為熱中子后被地層介質吸收，使得熱中子密度逐漸衰減；
密度檢測設備，設置在導向設備的附近，用于檢測熱中子密度以作為實時熱中子密度輸出；
地層宏觀俘獲截面值測量設備，與所述密度檢測設備連接，接收所述實時熱中子密度，確定所述實時熱中子密度減少到1/e所需用的時間以作為衰減時間，并基于所述衰減時間確定地層宏觀俘獲截面值；
流體類型確定設備，與所述地層宏觀俘獲截面值測量設備連接，用于基于所述地層宏觀俘獲截面值確定地層孔隙內填充的流體類型并作為目標流體類型輸出，所述目標流體類型為油層、氣層或者水層；
其中，所述離子源供電設備還包括分壓電阻，與所述弧壓電源連接，用于對所述弧壓電源提供的電壓進行分壓；
其中，所述中子隔離屏還與所述中子濃度檢測器連接，用于在接收到所述中子濃度報警信號時，自動打開，在未接收到所述中子濃度報警信號時，自動關閉。
在所述智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)中：所述高壓電纜位于高壓接頭的中心柱上，所述絕緣環(huán)設置在所述高壓接頭的外表面上。
在所述智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)中：所述高壓接頭內還包括冷卻管和變壓器油管。
在所述智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)中：所述冷卻管和所述變壓器油管都設置在所述高壓電纜和所述絕緣環(huán)之間。
在所述智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)中：所述分壓電阻的阻值為2兆歐，所述弧壓電源提供的電壓為500伏特。
另外，所述系統(tǒng)還可以包括紅外線成像設備，用于對中子發(fā)射器的周圍實現(xiàn)紅外熱成像的數(shù)據采集，以獲得相應的紅外圖像。
由于黑體輻射的存在，任何物體都依據溫度的不同對外進行電磁波輻射。波長為2.0到1000微米的部分稱為熱紅外線。熱紅外成像通過對熱紅外敏感ccd對物體進行成像，能反映出物體表面的溫度場。熱紅外在軍事、工業(yè)、汽車輔助駕駛、醫(yī)學領域都有廣泛的應用。
紅外熱成像原理并不神秘，從物理學原理分析，人體就是一個自然的生物紅外輻射源，能夠不斷向周圍發(fā)射和吸收紅外輻射。正常人體的溫度分布具有一定的穩(wěn)定性和特征性，機體各部位溫度不同，形成了不同的熱場。當人體某處發(fā)生疾病或功能改變時，該處血流量會相應發(fā)生變化，導致人體局部溫度改變，表現(xiàn)為溫度偏高或偏低。根據這一原理，通過熱成像系統(tǒng)采集人體紅外輻射，并轉換為數(shù)字信號，形成偽色彩熱圖，利用專用分析設備，能夠為人體識別和人體醫(yī)療等各個應用領域提供方便。
采用本發(fā)明的智能化中子發(fā)射器防護系統(tǒng)，針對現(xiàn)有技術中中子發(fā)射器難以處理逃逸中子的技術問題，通過引入設置在所述中子發(fā)射器的周圍的中子濃度檢測器和中子隔離屏實現(xiàn)對中子發(fā)射器逃逸的中子濃度的檢測和相應屏蔽操作，尤為重要的是，還通過改進中子發(fā)射器的內部架構以及拓展中子發(fā)射器的應用領域來減少中子發(fā)生器的中子泄露以及提高中子發(fā)生器的普適性。
可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發(fā)明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案保護的范圍內。